الإمارات اليوم

تصل سرعة نقل البيانات عبرها إلى 40 غيغابايت في الثانية على كل شعاع

تطوير شبكة معلومات لاسلكية ضوئية تعمل بالأشعة تحت الحمراء

:
  • القاهرة ـــ الإمارات اليوم

بينما لاتزال الأبحاث جارية في تطوير وتحديث شبكات المعلومات اللاسلكية الجديدة المعتمدة على ضوء مصابيح الغرفة كوسيط ناقل للبيانات، والتي تعرف باسم «لاي فاي»، أعلن فريق من الباحثين في جامعة «إندهوفين» الهولندية، نجاحه في بناء شبكة معلومات لاسلكية ضوئية «لاي فاي» تعمل بالأشعة تحت الحمراء، ليدشن بذلك نوعية جديدة من مسارات البحث في مجال شبكات «لاي فاي» الواعدة، التي تعمل بسرعات تتفوق بمئات المرات على شبكات «واي فاي»، بحيث تصل سرعة نقل البيانات إلى نحو 40 غيغابايت في الثانية، على كل شعاع.

مفاهيم شبكية جديدة

قال أستاذ تقنية الاتصالات عريضة النطاق في جامعة «إندهوفين» الهولندية، الدكتور تون كونين، إن «هناك باحثين يدرسون تطبيق مفاهيم شبكية جديدة يمكن من خلالها توجيه أشعة الضوء تحت الحمراء من خلال مرايا متحركة»، موضحاً أن «الجانب السلبي في هذا، هو أن كل مرآة ستكون مسؤولة عن خدمة شعاع واحد من الضوء في وقت واحد».

وأضاف أن «الحاجز الشبكي الذي طوّرته الجامعة، يتعامل مع العديد من الأشعة الضوئية في وقت واحد، ومن ثم يستطيع خدمة العديد من الأجهزة في وقت واحد».


• الشبكة الجديدة غير مكلفة، إذ إنها تتكون من هوائي يتصل بكابل ألياف ضوئية.

• إضافة أجهزة للشبكة أمر سهل، بحيث يتم تعيين كل منها على طول موجي معيّن.

ونشر موقع جامعة «إندهوفين» tue.nl/‏‏‏en/‏‏‏university/‏‏‏news بياناً تفصيلياً عن هذا التطور، جاء فيه أن نظام نقل وتبادل المعلومات عبر الأشعة تحت الحمراء عملت على تطويره الباحثة الدكتورة جواني أوه، كجزء من مشروع أوسع في مجال شبكات الاتصالات اللاسلكية عريضة النطاق قريبة المدى، والمعتمدة على الضوء كوسيط ناقل للبيانات، ويتم تطويره تحت رئاسة أستاذ تقنية الاتصالات عريضة النطاق بالجامعة، الدكتور تون كونين، بتمويل من مجلس البحوث الأوروبي.

النظام الجديد

وأوضح البيان أن النظام الجديد عبارة عن هوائي متصل بكابل ألياف ضوئية، يعمل كمصدر للاتصال بشبكة المعلومات المطلوب الاتصال بها، حيث يقوم هذا الهوائي بوظيفتين، الأولى تحويل الإشارات الواردة من كابل الألياف الضوئية إلى ضوء أشعة تحت الحمراء، يمكن أن يشع في المكان، ليصل إلى مستقبلات خاصة ملحقة بالأجهزة اللاسلكية الموجودة في النطاق الذي تعمل به هذه الأشعة، ومطلوب وصلها في شبكة معلومات، ثم تلقي الإشارات المنعكسة عبر الأشعة نفسها من الجهاز إلى الهوائي ومنه إلى كابل الألياف الضوئية.

أما الوظيفة الثانية، فتتمثل في أن الهوائي يشع أو يبث الأشعة تحت الحمراء، بحيث يكون لكل شعاع طول موجي مختلف عن غيره، ما يجعل الشعاع الواحد يعمل كقناة أو خط اتصال مخصصاً فقط لتحقيق الاتصال بين الهوائي وواحد من الأجهزة الموجودة في نطاق التغطية، إذ تمضي هذه الأشعة في مسارات مختلفة وبزوايا مختلفة، وبالتالي يستطيع الهوائي تعقّب مكان الأجهزة الموجودة في نطاق التغطية، وتحديده وتحقيق الاتصال بكل جهاز على حدة. وأضاف البيان أنه إذا ما تحرك الجهاز من مكانه وأصبح في مكان جديد، يتغير خط الاتصال من الشعاع الذي استخدم في التوصيل أولاً، إلى الشعاع الذي يليه، الأمر الذي يجعل الجهاز على اتصال دائم بالهوائي، ويتبادل معه المعلومات بلا انقطاع وبسرعات عالية.

واستناداً إلى هذا المفهوم طورت الدكتورة أوه، ما قالت إنه «شبكة لاسلكية تعتمد على الأشعة تحت الحمراء غير الضارة»، مشيرة إلى أن «هذه الشبكة بسيطة وغير مكلفة في بنائها، حيث تتكون فقط من الهوائي الضوئي المركزي الذي يمكن تركيبه في سقف الحجرة، ويتصل بكابل الألياف الضوئية، ليكون قادراً على توجيه الأشعة التي تحمل البيانات الجاري تبادلها عبر الشبكة، بسرعة في النقل تصل إلى نحو 40 غيغابايت في الثانية، على كل شعاع».

الإضافة الجديدة

ووفقاً للدكتورة أوه، فإن «الإضافة الجديدة في بحثها الجديد، هي استخدام زوج من الحواجز الشبكية التي تشع أشعة الضوء بأطوال موجية مختلفة وبزوايا مختلفة، فيما يعرف بـ(الحيود الشبكي للحواجز السلكية)»، مبينة أن «هذا يعني أن النظام لا يحتاج إلا لمجرد تغيير الطول الموجي قليلاً لتغيير مسار شعاع ضوء الأشعة تحت الحمراء، ثم تعقب نقطة النهاية التي تم تعيينها له للوصول اليها، ليضم في الشبكة أجهزة متعددة، يضاف لذلك عدم وجود أي أجزاء متحركة به، وبالتالي فالنظام لا يحتاج إلى صيانة تقريباً، كما لا يحتاج إلى طاقة للتشغيل».

ولفتت إلى أن «إضافة أجهزة جديدة للشبكة تعتبر أمراً سهلاً للغاية، بحيث يتم تعيين أو تخصيص كل منها على طول موجي معين من الهوائي نفسه، وبالتالي لا يكون من المتعين مشاركة السعة أو القدرة بين الأجهزة المتصلة بالشبكة، كما يحدث في حالة شبكات (واي فاي)»، مؤكدة أنه «لا يكون هناك تداخل على الإطلاق مع أي شبكة (واي فاي) أخرى مجاورة».

قدرة نقل البيانات

وأوضحت الدكتورة أوه، أن «شبكات (واي فاي) الحالية تستخدم إشارات الراديو بترددات تراوح بين 2.5 و5 غيغاهيرتز، أما النظام الجديد فيستخدم الأشعة تحت الحمراء، ذات الأطوال الموجية من 1500 نانومتر وأعلى»، مشيرة إلى أن «هذا الضوء به ترددات أعلى بآلاف المرات، البعض منها يصل إلى 200 تيراهيرتز، والذي يجعل سعة أو قدرة نقل البيانات كبيرة جداً».

وذكرت أنها «عملت في التجارب التي أجرتها على سرعات وصلت إلى غيغابايت في الثانية لمسافة وصلت الى 2.5 متر»، لافتة إلى أنه «عند مقارنة هذه السرعة بما هو سائد في الشبكات الاخرى، فإن متوسط سرعة الاتصال بالشبكات عبر الكابلات الأرضية في هولندا يصل إلى 17.6 ميغابايت في الثانية، وهو أمر يقل بنحو 2000 مرة عن سرعة النقل المستخدمة في شبكات الأشعة تحت الحمراء».

سعة قليلة

من جهته، قال الدكتور كونين، إن «فريقه ليس الوحيد الذي يعمل في الشبكات الضوئية اللاسلكية داخل المباني، إذ إن هناك جامعات أخرى ومعاهد بحثية حول العالم تدرس ما إذا كان بالإمكان نقل البيانات عبر ضوء مصابيح (الليد) الكهربائية في الغرفة»، لكنه بيّن أن «هذه الطريقة يعوقها سعة نقل ليست عالية، كما يحدث في الأشعة تحت الحمراء، ولذلك فإن الأجهزة الموصولة بالشبكة ستظل في حاجة إلى المشاركة في ما بينها، كما هو الحال في شبكات (واي فاي) الحالية، الأمر الذي يجعل الشبكة بطيئة أو يحدث فيها اختناقات في حال زيادة عدد الأجهزة».

وتوقّع كونين أن «يُطرح النظام الجديد في نقل البيانات تجارياً بعد خمس سنوات»، معرباً عن اعتقاده أن «أولى الأدوات التي يتم توصيلها من خلاله، شاشات عرض الفيديو والحاسبات المحمولة والحاسبات اللوحية، وغيرها من الأجهزة ذات الاستهلاك العالي للطاقة».

مواد ذات علاقة